CN110814396A - 一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法 - Google Patents

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    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor

Abstract

本发明提供了一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,本发明提供一种基于圆锥面上的弧形凹槽的加工方法,通过工装夹具定位使四轴数控机床回转轴中心轴线倾斜一定的角度,使其与产品圆锥面角度相吻合,同时使产品中心轴线与四轴数控机床回转轴中心轴线同心,然后通过在具有一个回转轴的四轴数控机床上执行编制的拟合弧形轨迹的数控加工宏程序来完成基于圆锥面的弧形凹槽的铣削加工。

Description

一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法
技术领域
本发明涉及一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,涉及机械加工技术领域。
背景技术
常用的密封结构中,O型环密封应用较为广泛,其在平面、端面上的密封环槽的加工也较简单,而在圆弧锥面上的密封环槽加工就很困难;依据密封槽截面垂直于圆弧切线方向的特性,此类密封环槽通常是在具有两个以上回转轴的高性能五轴数控机床上铣削加工完成,数控机床加工所执行的数控程序需配置专业的自动编程软件生成,程序段冗长,程序验证检查不便;企业投入加工成本较高。
发明内容
为解决现有技术中加工圆锥面上的密封环槽需要投入高性能五轴数控机床与专业的自动编程软件,以及程序段冗长,程序验证检查不便等问题;本发明提供一种通过工装夹具定位使四轴数控机床回转轴中心轴线倾斜一定的角度C,并使其与产品圆锥面角度B相吻合,同时使产品中心轴线与四轴数控机床回转轴中心轴线同心,然后通过在具有一个回转轴的四轴数控机床执行手动编制的拟合弧形轨迹的数控加工程序来完成基于圆锥面的弧形凹槽的铣削加工。
为了实现上述的技术特征,本发明的目的是这样实现的:一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于它包括以下步骤:
一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于它包括以下步骤:
步骤一:在四轴数控机床的主工作台面安装斜度工装,将回转轴工作台固定安装在斜度工装上,并通过斜度工装使得回转轴工作台的中心轴线与主工作台面之间形成倾斜角度C;并保证C与待加工产品圆锥面角度B相等;
步骤二:在具有一个回转轴的四轴数控机床采用与待加工产品弧形凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
步骤三:使用斜度工装定位回转轴工作台倾斜角度C;
步骤四:使用定位装夹芯轴将产品装夹在回转轴工作台的三爪卡盘上,使待加工产品中心轴线与四轴数控机床回转轴工作台中心轴线同心;
步骤五:编制拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序;
步骤六:拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序中的Y轴直线位移量值转换成回转轴A的旋转角度位移量值;
步骤七:具有一个回转轴的四轴数控机床执行拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
所述步骤六中拟合数控加工程序过程,在待加工产品的弧形凹槽截面中心直径J处将弧形凹槽直径H值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序。
所述步骤七中在具有一个回转轴的四轴数控机床上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
本发明有如下有益效果:
由于采用上述工艺方法企业无需投入具有两个以上回转轴的高性能五轴数控机床以及配置专业的自动编程软件,只需采用具有一个回转轴的四轴数控机床执行拟合弧形轨迹的数控加工程序铣削加工圆锥面上的弧形凹槽,数控加工程序段简短,检查验证方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1凹槽在圆锥面上的产品。
图2凹槽截面图。
图3圆锥面凹槽加工示意图。
图4凹槽圆锥体装夹定位示意图。
图中:四轴数控铣床1、回转轴工作台2、斜度工装3、凹槽圆椎体4、定位装夹芯轴5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1:
参见图1-4,一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于它包括以下步骤:
步骤一:在四轴数控机床的主工作台面安装斜度工装,将回转轴工作台固定安装在斜度工装上,并通过斜度工装使得回转轴工作台的中心轴线与主工作台面之间形成倾斜角度C;并保证C与待加工产品圆锥面角度B相等;
步骤二:在具有一个回转轴的四轴数控机床采用与待加工产品弧形凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
步骤三:使用斜度工装定位回转轴工作台倾斜角度C;
步骤四:使用定位装夹芯轴将产品装夹在回转轴工作台的三爪卡盘上,使待加工产品中心轴线与四轴数控机床回转轴工作台中心轴线同心;
步骤五:编制拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序;
步骤六:拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序中的Y轴直线位移量值转换成回转轴A的旋转角度位移量值;
步骤七:具有一个回转轴的四轴数控机床执行拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
进一步的,所述步骤六中拟合数控加工程序过程,在待加工产品的弧形凹槽截面中心直径J处将弧形凹槽直径H值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序。
进一步的,所述步骤七中在具有一个回转轴的四轴数控机床上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
实施例2:
如图1、图2所示是一种石油、页岩气开发技术应用的高压流体控制元件旋塞阀中的密封弧片产品,需要在圆锥面上加工出槽宽D=4mm、槽深E=2.5mm、槽内径F=φ34mm的密封环槽为例:
参看附图1-4,具体加工步骤按以下步骤进行:
1、通过斜度工装3定位将四轴数控机床的回转轴工作台2放置在数控机床主工作台面上,使回转轴工作台2的回转轴中心轴线与工作台面倾斜角度C=6°,并使其与产品圆锥面角度B=6°相吻合;
2、在具有一个回转轴A轴的四轴数控铣床1选用与凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
3、使用定位装夹芯轴5将产品装夹在回转轴工作台2的三爪卡盘上,使产品中心轴线与回转轴工作台2回转轴中心轴线同心;
4、如图2所示进行数学计算,在弧形槽截面中心直径J=φ76处将弧形槽直径H=φ38mm值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序;
5、在具有一个回转轴的四轴数控铣床1上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
实施例3:
如图1、图2所示是一种石油、页岩气开发技术应用的高压流体控制元件旋塞阀中的密封弧片产品,需要在圆锥面上加工出槽宽D=5mm、槽深E=2.8mm、槽内径F=φ40mm的密封环槽为例:
参看附图1-4,具体加工步骤按以下步骤进行:
1、通过斜度工装3定位将四轴数控机床的回转轴工作台2放置在数控机床主工作台面上,使回转轴工作台2的回转轴中心轴线与工作台面倾斜角度C=6°,并使其与产品圆锥面角度B=6°相吻合;
2、在具有一个回转轴A轴的四轴数控机床选用与凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
3、使用定位装夹芯轴将产品装夹在数控回转工作台的三爪卡盘上,使产品中心轴线与四轴数控机床回转轴中心轴线同心;
4、如图2所示进行数学计算,在弧形槽截面中心直径J=φ85处将弧形槽直径H=φ45mm值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序;
5、在具有1个回转轴的4轴数控机床上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
实施例4:
如图1、图2所示是一种石油、页岩气开发技术应用的高压流体控制元件旋塞阀中的密封弧片产品,需要在圆锥面上加工出槽宽D=4.2mm、槽深E=2.6mm、槽内径F=φ42mm的密封环槽为例:
参看附图1-4,具体加工步骤按以下步骤进行:
1、通过斜度工装3定位将四轴数控机床的回转轴工作台2放置在数控机床主工作台面上,使回转轴工作台2的回转轴中心轴线与工作台面倾斜角度C=6°,并使其与产品圆锥面角度B=6°相吻合;
2、在具有1个回转轴A轴的4轴数控机床选用与凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
3、使用定位装夹芯轴将产品装夹在数控回转工作台的3爪卡盘上,使产品中心轴线与4轴数控机床回转轴中心轴线同心;
4、如图2所示进行数学计算,在弧形槽截面中心直径J=φ80处将弧形槽直径H=φ46.2mm值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序;
5、在具有1个回转轴的4轴数控机床上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。

Claims (3)

1.一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于它包括以下步骤:
步骤一:在四轴数控机床的主工作台面安装斜度工装,将回转轴工作台固定安装在斜度工装上,并通过斜度工装使得回转轴工作台的中心轴线与主工作台面之间形成倾斜角度C;并保证C与待加工产品圆锥面角度B相等;
步骤二:在具有一个回转轴的四轴数控机床采用与待加工产品弧形凹槽截面轮廓相同的铣刀进行铣削加工;
步骤三:使用斜度工装定位回转轴工作台倾斜角度C;
步骤四:使用定位装夹芯轴将产品装夹在回转轴工作台的三爪卡盘上,使待加工产品中心轴线与四轴数控机床回转轴工作台中心轴线同心;
步骤五:编制拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序;
步骤六:拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序中的Y轴直线位移量值转换成回转轴A的旋转角度位移量值;
步骤七:具有一个回转轴的四轴数控机床执行拟合待加工产品弧形轨迹的数控加工程序铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于:所述步骤六中拟合数控加工程序过程,在待加工产品的弧形凹槽截面中心直径J处将弧形凹槽直径H值转换成A轴的角度值G,数控加工宏程序中将Y轴的直线位移量值转换成回转轴A轴的旋转角度位移量值,编制拟合弧形轨迹的数控加工宏程序。
3.根据权利要求1所述的一种基于圆锥面的弧形凹槽的加工方法,其特征在于:所述步骤七中在具有一个回转轴的四轴数控机床上执行数控加工宏程序控制机床X、A轴同时进给运动形成拟合弧形轨迹,完成铣削加工圆锥面上的弧形凹槽。
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